QUÁ TRÌNH CHUYỂN PHA PHI CÂN BẰNG CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU PENTA-GRAPHENE

Abstract

Graphene đã được chứng minh là vật liệu mang tính đột phá cho ngành vật liệu bán dẫn. Tuy nhiên, với độ rộng vùng cấm gần như bằng không, graphene có những hạn chế nhất định khi được ứng dụng để chế tạo linh kiện điện tử. Các nghiên cứu gần đây cho thấy penta-graphene với độ rộng vùng cấm 2,2–4,3 eV và độ bền cơ – nhiệt cao có thể dung hòa nhược điểm của graphene. Tuy nhiên, khi bị nung nóng, penta-graphene có thể chuyển từ cấu trúc vòng 5 điển hình sang cấu trúc vòng 6 của graphene, nhưng điều kiện cụ thể để quá trình chuyển pha này hình thành vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ nung đến tính chất nhiệt động phi cân bằng của penta-graphene bằng phương pháp mô phỏng động học phân tử. Ở tốc độ nung lớn, penta-graphene sẽ dần chuyển sang graphene mà không có điểm chuyển pha rõ nét. Tuy nhiên, nếu penta-graphene được nung rất chậm, quá trình chuyển pha từ penta-graphene sang graphene là quá trình chuyển pha loại I với sự gián đoạn của thông số nhiệt động tại điểm chuyển pha. Kết quả này sẽ góp phần bổ sung các thông số kỹ thuật quan trọng trong việc ứng dụng vật liệu penta-graphene để chế tạo các linh kiện quang – điện tử trong tương lai.

Keywords

• Graphene
• Penta-graphene
• chuyển pha phi cân bằng
• mô phỏng động học phân tử